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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL
TESIS
PRESENTADA POR:
AGROINDUSTRIAL
TARMA – PERÚ 2022
Optimización de secador solar indirecto para sector rural – Tarma.
ZURITA VASQUEZ, Martha Victoria del Angel
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERA
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS - TARMA
CAMPUS UNIVERSITARIO: PROLONGACIÓN AV. TUPAC AMARU N° 3085 – Tarma Teléfono: 064-323918 web: http://www.uncp.edu.pe
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ACTA DE SUSTENTACIÓN DE TESIS
DE LA BACHILLER: Doña. ZURITA VASQUEZ, MARTHA VICTORIA DEL ANGEL
FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL.
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERA AGROINDUSTRIAL.
En la plataforma Microsoft Teams, en el canal oficial “Sala de sustentaciones de tesis pregrado - FACAP” de la Facultad de Ciencias Aplicadas de la Universidad Nacional del Centro del Perú, a los veintiún días del mes de enero del año dos mil veintidós. Con la presencia del jurado examinador conformado por los siguientes catedráticos:
PRESIDENTE (AI) : Dr. Marco Antonio José Paredes Pérez SECRETARIA : Mg. Rocío Pomasunco Huaytalla VOCAL : Dr. Bécquer Frauberth Camayo Lapa VOCAL : MSc. Gonzalo Rojas Espinoza VOCAL : Mtra. Erika Amelia De La Cruz Porta
El Presidente del jurado examinador de la sustentación de tesis, siendo las 11: 20 horas ordenó dar comienzo al acto de Sustentación ante el Jurado nombrado por RESOLUCIÓN N° 011-2022/D/FACAP/UNCP/T, hace de conocimiento que toda la sustentación será grabada.
La sustentante procedió a la exposición de la tesis titulada: “OPTIMIZACIÓN DE SECADOR SOLAR INDIRECTO PARA SECTOR RURAL – TARMA”, la cual fue asesorada por el Dr. Bécquer Frauberth Camayo Lapa.
Los señores miembros del Jurado procedieron a realizar las preguntas del caso, las que fueron absueltas por la sustentante. Acto seguido el Señor Presidente dispuso que la sustentante se sirva abandonar la sesión, los miembros del jurado se trasladan a la sala de deliberación para su respectivo veredicto. Se procedió a la calificación cuantitativa y obligatoria de acuerdo al Art.180 ,181 y 182 del Reglamento Académico General UNCP (V. 2) 2020 con el siguiente resultado:
Por consiguiente, el resultado final del proceso de sustentación es:
Aprobado por unanimidad, con mención de excelencia.
El jurado, una vez regresado a la “Sala de sustentaciones de tesis pregrado - FACAP” de la plataforma Microsoft Teams, invita a la sustentante a retornar a la sala para escuchar el resultado lo que fue anunciado por el Señor Presidente, y acto seguido se da por terminada la sustentación, siendo las 12:20 horas.
... ...
Mtra. Erika Amelia De La Cruz Porta Mg. Edwin Salgado Samaniego VOCAL VOCAL
... ...
Dr. Bécquer Frauberth Camayo Lapa Mg. Rocío Pomasunco Huaytalla VOCAL SECRETARIA
…….………
Dr. Marco Antonio José Paredes Pérez PRESIDENTE (AI)
N° ASPECTO COGNITIVO PUNTAJE
1 Absuelve las preguntas de los jurados, con claridad, relacionando sus resultados con el marco teórico.
5
2 Absuelve las preguntas del jurado con claridad, resaltando sus hallazgos con datos cuantitativos y/o cualitativos.
6
3 Sustenta con claridad la comprobación de las hipótesis. 5
SUB TOTAL 16
N° ASPECTO PROCEDIMENTAL PUNTAJE
4 Manejo adecuado del material de exposición. 2
5 Presentación apropiada del material de exposición. 3
6 Manejo del escenario. 2
7 Expone el trabajo de tesis o suficiencia profesional en el tiempo asignado. 3 SUB TOTAL 10
N° ASPECTO ACTITUDINAL PUNTAJE
8 Tono de voz apropiado. 2
9 Postura adecuada. 2
10 Maneja adecuadamente el lenguaje. 2
11 Su presentación personal es adecuada. 2
12 Su comportamiento es apropiado. 2
SUB TOTAL 10 PUNTAJE TOTAL 36
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“La recompensa de nuestro trabajo no es lo que obtenemos, sino en lo que nos convertimos.”
Paulo Coelho
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ASESOR
DR. BÉCQUER FRAUBERTH CAMAYO LAPA
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DEDICATORIA
Dedico este trabajo a Dios, a mi abuelo Juan, a mi madre Delia y a mi esposo Gustavo;
quienes me brindaron su apoyo incondicional y han estado a mi lado en esta aventura universitaria, para así poder lograr todos mis objetivos y ser una profesional con éxito.
A mi hija y mis hermanos por creer en mí y darme fuerzas y alegrías en todo momento.
Así mismo A los docentes de la carrera profesional de Ingeniería Agroindustrial por el compromiso, la constancia y entrega de sus conocimientos en esta etapa universitaria
Martha Victoria del Ángel Zurita Vásquez
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AGRADECIMIENTO
En primer lugar agradecer a Dios por guiar mi camino y protegerme de todos mal para perseverar con el proyecto de investigación.
A mi asesor Dr. Becker Camayo Lapa quien me guio y compartió sabios consejos a lo largo de esta investigación.
A la Mtra. Erika Dela Cruz Porta por brindarme su apoyo, compromiso y constancia en el desarrollo de esta investigación.
A los docentes de la Universidad Nacional del Centro del Perú de la Escuela Profesional de Ingeniería Agroindustrial, por las enseñanzas y compromiso los que sirvieron de mucho valor en esta etapa universitaria A mi familia y amistades por haber sido la viga que sostiene todo, por su amor y paciencia infinita.
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RESUMEN
Con el propósito de contar un prototipo de secador solar indirecto, se instaló en la Facultad de Ciencias Aplicadas de la Universidad Nacional del Centro del Perú filial Tarma dicho secador solar autónomo optimizado. Se planteó el objetivo de Determinar el efecto de la temperatura en los parámetros físicos, fisicoquímicos y químico proximal además funcional de la betarraga deshidratada en un secador solar indirecto optimizado en el sector rural de Tarma. Para cumplir el objetivo propuesto se siguió el siguiente procedimiento primero validar el funcionamiento sin carga para identificar las variaciones de temperaturas y flujos de aire.
Segundo se hizo ensayos experimentales de secado con betarraga a temperaturas controladas de temperaturas de 35°C, 45°C y 55°C. Aplicar el ANOVA e identificar las diferencias en los análisis físico químicos, químico proximal y funcional se aplicó el pos hoc Tukey se llegó a los siguientes resultados que al secar a temperatura 55ºC contiene mayor valor con respecto al color y compuesto químico proximal; y a la temperatura 35ºC se secado mantiene mayor contenido de betalainas. Se concluye que el secador solar optimizado es una tecnología sostenible porque solo permite un secado indirecto controlado para productos agropecuarios sensible a secado solar directo sino también de buena calidad, bajo costo con energía solar considerado renovable.
Palabras clave: secador solar indirecto, secador solar autónomo, betarraga (Beta vulgaris var. conditiva) y secado de betarraga.
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ABSTRAC
In order to have a prototype of an indirect solar dryer, this optimized autonomous solar dryer was installed in the Faculty of Applied Sciences of the Universidad Nacional del Centro del Peru, a subsidiary of Tarma. The objective of determining the effect of temperature on the physical, physicochemical and proximal chemical as well as functional parameters of the dehydrated beet in an indirect solar dryer optimized in the rural sector of Tarma was set. To meet the proposed objective, the following procedure was followed, first validate the operation without load to identify variations in temperature and air flows. Second, experimental drying tests with beet were carried out at controlled temperatures of 35 ° C, 45 ° C and 55 ° C. Apply the ANOVA and identify the differences in the physical-chemical, proximal chemical and functional analyzes, the Tukey post hoc was applied. The following results were reached that when drying at 55ºC it contains a higher value with respect to color and proximal chemical compound; and at a temperature of 35ºC the dryer maintains a higher content of betalains. It is concluded that the optimized solar dryer is a sustainable technology because it only allows a controlled indirect drying for agricultural products sensitive to direct solar drying but also of good quality, low cost with solar energy considered renewable.
Keywords: indirect solar dryer, autonomous solar dryer, beetroot (Beta vulgaris var. Conditiva) and beetroot drying.
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TABLA DE CONTENIDO
ASESOR ... ii
RESUMEN ... vi
ABSTRAC ... vii
TABLA DE CONTENIDO ... viii
INDICE DE TABLAS ... xi
INDICE DE FIGURA ... xiii
INTRODUCCION ... xiv
CAPITULO I ... 17
PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO ... 17
1.1. Determinación del problema ... 17
1.2. Formulación del problema ... 20
General... 20
Específicos ... 20
1.3. Objetivo de investigación ... 21
Objetivo General ... 21
Objetivos Específicos ... 21
1.4. Justificación e importancia ... 21
1.5. Delimitaciones de la investigacion ... 23
Delimitación Temporal ... 23
Delimitación Espacial ... 24
Delimitación conceptual ... 24
CAPITULO II ... 25
MARCO TEÓRICO ... 25
2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN ... 25
A nivel Internacional... 25
A nivel nacional ... 29
2.2. BASES TEÓRICAS ... 31
Secador solar ... 31
Elementos de un secador solar ... 32
Tipos de secadores solares ... 36
Eficiencia del secador ... 38
Temperatura máxima de secado del producto ... 38
Radiación solar ... 39
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Deshidratado ... 42
Secado de alimentos... 42
Productos deshidratados ... 43
Mecanismo de deshidratado ... 43
Humedad inicial y final del producto ... 44
Betarraga (Beta Vulgaris var. conditiva) ... 44
Taxonomía y nombre científico de la betarraga (Beta vulgaris var. conditiva ) ... 45
Composición química de la betarraga (Beta vulgaris var. conditiva) ... 46
Consumo y uso de la betarraga industrialmente ... 47
Producción nacional de la betarraga ... 47
Betalainas ... 49
Importancia de las betalainas (betacianinas y betaxantinas) ... 50
Uso de las Betalainas en la industria alimentaria ... 50
2.3. DESARROLLO DE LAS VARIABLES ... 51
VARIABLES INDEPENDIENTES ... 51
VARIABLES DEPENDIENTES ... 51
2.4. HIPÓTESIS DE INVESTIGACIÓN... 51
2.5. OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIABLES ... 51
CAPITULO III ... 53
METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓ ... 53
3.1. Enfoque o paradigma de investigación ... 53
3.2. Tipo de investigación ... 53
3.3. Nivel de investigación ... 53
3.4. Métodos de investigación ... 54
Lugar de ejecución ... 54
Métodos de análisis... 54
3.5. Diseño de investigación ... 56
3.6. Población y muestra ... 57
Población ... 57
3.7. Técnicas, instrumentos y procedimiento de recolección de datos ... 58
Técnicas e instrumentos ... 58
Procedimiento de recolección de datos ... 58
Características del lugar ... 58
Características del secador solar ... 58
Características del producto ... 59
Descripción del diagrama de flujo del secado de betarraga ... 60
x
3.8. Técnicas de procesamiento y análisis de datos: ... 61
CAPITULO IV ... 63
RESULTADOS Y DISCUSIONES ... 63
4.1. Descripción y análisis de resultados ... 63
4.2. Análisis estadístico... 63
Evaluación del funcionamiento del secador solar indirecto automatizado sin carga. ... 63
Evaluación del funcionamiento del secador solar indirecto automatizado con carga. ... 65
Caracterización de la Betarraga (materia prima) ... 65
Proceso de secado de la Betarraga a tres diferentes temperaturas 35°C, 45°C Y 55°C ... 67
Hipótesis general ... 78
4.3. Discusión de resultados ... 80
Referido a la evaluación del funcionamiento del secador solar indirecto automatizado sin carga ... 80
Referido a la evaluación del funcionamiento del secador solar indirecto automatizado con carga. ... 81
Referido a la caracterización de la Betarraga (Materia prima) ... 81
Referido a los resultados de la Betarraga deshidratada a tres diferentestemperaturas35°C,45°C y 55°C ... 84
CONCLUSIONES ... 92
RECOMENDACIONES ... 93
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ... 94
ANEXOS ... 99
ANEXOS ... 99
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INDICE DE TABLAS
Tabla 1 Contenido de Humedad de Algunos Productos y Temperatura Máxima Tolerable
... 39
Tabla 2 Radiación Solar Global Diaria Promedio Mensual Considerada con el Modelo Empírico Bristow-Campbell de las Estaciones Meteorológica de la Región Junín ... 42
Tabla 3 Clasificación Taxonómica de la Betarraga (Beta vulgaris var. conditiva) ... 46
Tabla 4 Composición Química de la Betarraga (Beta vulgaris var. conditiva) ... 46
Tabla 5 Principales Zonas Productoras de Betarraga en el País ... 48
Tabla 6 Operacionalización de variables ... 52
Tabla 7 Esquema de Diseño Experimental Propuesto para la Investigación... 57
Tabla 8 Valores Meteorológicos (Temperatura Ambiente, Radiación Solar y Humedad Relativa del Ambiente) y Temperatura Interna del Secador Solar Automatizado Indirecto los Días 14, 15, 16 Y 17 de Setiembre de 2020 ... 64
Tabla 9 Características Colorimétricas de la Betarraga (Materia Prima) ... 66
Tabla 10 Características Morfológicas de la Betarraga (Materia Prima) ... 66
Tabla 11 Características Fisicoquímicas de la Betarraga (Materia Prima) ... 66
Tabla 12 Composición Químico Proximal de la Betarraga (g/100g de Parte Comestible) ... 67
Tabla 13 Composición de Contenido de Betalainas Presentes en la Betarraga (mg/100g de Extracto) ... 67
Tabla 14 Deshidratado de Betarraga a 35°C Días Durante los Días 19, 20, 21, 22 y 23 de Septiembre de 2020 ... 68
Tabla 15 Deshidratado de Betarraga a 45°C Días Durante los Días 14, 15, 16 Y 17 de Noviembre de 2020 ... 70
Tabla 16 Deshidratado de Betarraga a 55°C los Días 28,29 y 30 de Octubre de 2020 71 Tabla 17 Características Colorimetrías de la Betarraga Deshidratada a Diferentes Temperaturas (35°C, 45°C Y 55°C) ... 73
Tabla 18 Comparación Colorimétrica de la Betarraga Deshidratada a Diferentes Temperaturas (35°C, 45°C y 55°C) ... 73
Tabla 19 Análisis Fisicoquímico de la Betarraga Deshidratada a Diferentes Temperaturas (35°C, 45°C Y 55°C) ... 74
Tabla 20 Comparación Fisicoquímica de la Betarraga Deshidratada en pH, Acidez, Solidos Solubles ... 74
Tabla 21 Contenido Químico Proximal de la Betarraga Deshidratada a Diferentes Temperaturas (35°C, 45°C Y 55°C) en Base a 100g de Parte Digerible... 75
Tabla 22 Comparación Químico Proximal de los Tratamientos en la Betarraga Deshidratada ... 76
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Tabla 23 Contenido de Betalainas (mg/100g de extracto) de la Betarraga Deshidratada a Diferentes Temperaturas (35°C, 45°C Y 55°C) ... 77 Tabla 24 Contrastación de Hipótesis... 79
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INDICE DE FIGURA
Figura 1 Caja Negra de un Sistema de Secador Solar Indirecto ... 18
Figura 2 Caja Blanca de un Secador Solar ... 18
Figura 3 Modelo de un Colector Solar ... 34
Figura 4 Cámara de Secado de un Secador Solar ... 35
Figura 5 Reflectores Solares de un Secador Solar Indirecto ... 35
Figura 6 Esquema de un Sistema de Secado Solar Indirecto ... 36
Figura 7 Partes de un Secador Solar Directo ... 37
Figura 8 Prototipo de un Secador Solar Mixto ... 38
Figura 9 Energía Radiada por el Sol y la Tierra ... 40
Figura 10 Radiación Solar del Perú 11 de Enero 2019 - SENAMHI ... 41
Figura 11 Betarraga (Beta Vulgaris var. conditiva) ... 45
Figura 12 Producción y Precios de la Betarraga en el Perú (2000-2016) ... 48
Figura 13 Estructura de las Betalainas. a: ácido betalámico, b: betaxantinas, c: betacianinas ... 49
Figura 14 Diagrama de Flujo de Deshidratado de la Betarraga (Beta vulgaris var. conditiva) ... 60
Figura 15 Curva de radiación solar de los días 14, 15,16 y 17 de septiembre del 2020 64 Figura 16 Temperatura Relativa Ambiente (Línea Azul) y Temperatura Interna de la Cámara del Secador Solar Indirecto (Línea Naranja) con Betarraga a 35°C... 69
Figura 17 Deshidratado de Betarraga a 45°C los Días 14, 15, 16 y 17 de noviembre de 2020 ... 71
Figura 18 Temperatura relativa ambiente (línea roja) y temperatura interna de la cámara de secador solar indirecto (línea verde) con zanahoria a 55°C ... 72
Figura 19 Contenido de Betacianinas (mg/100g de extracto) de la Betarraga Deshidratada a Diferentes Temperaturas ... 77 Figura 20 Contenido de Betaxantinas (mg/100g de extracto) de la Betarraga Deshidratada a Diferentes Temperaturas ... ¡Error! Marcador no definido.
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INTRODUCCION
El desarrollo de la tecnología en la actualidad debe mantener un equilibrio con el medio ambiente, se debe dar más importancia a los recursos naturales renovables; es por ello que se debe utilizar tecnologías limpias y eficientes para poder cuidar el planeta. Dentro de ello se tiene la energía solar que se utiliza como fuente de energía sustentable para diversos procesos industriales como los deshidratadores que emplean sistemas denominados secadores solares compuestos por dos partes colector solar y cámara de secado, con el propósito de utilizar la energía proveniente de los rayos de la luz solar y transformarla en energía térmica.
La deshidratación es un proceso tradicional y una de las operaciones unitarias más importantes en la conservación de alimentos (frutas, verduras, hortalizas y semillas), donde el mecanismo es transferir calor al producto y minimizar el porcentaje de agua, para así alargar la vida anaquel y obtener un producto nutricional.
Los secadores solares indirectos demuestran un beneficio en desarrollo para comunidades o zonas rurales utilizados para la preservación de sus productos agrícolas, ayudando en el aprovechamiento y reduciendo deterioro de sus cosechas; existe diversos diseños de secadores solares como pueden ser casero o más automatizados.
Los productos agropecuarios son muy variados en la cuidad de Tarma, siendo una parte comercializada en estado fresco y otras se quedan sin
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cosechas, lo que provoca una vida útil corta y a consecuencia de ello el costo de producción reduce y también se deterioran; los productos agropecuarios son alimentos que brinda muchos beneficios para la salud y permite una alimentación buena y equilibrada para así lograr un bienestar en la salud por el consumo de productos naturales. Por otra parte, la Organización Mundial de la Salud (OMS) determina que la causa principal de enfermedades crónicas es debido a la insuficiente ingesta de frutas y verduras, por ello se requiere aumentar el consumo de estas para prevenir las enfermedades.
Las temperaturas de deshidratado deben ser utilizada dependiendo al producto a deshidratar, la técnica de deshidratado al aire libre no tiene y buen control ocasionando una mala calidad y los secadores tecnificados a gas o electricidad es de costo elevado.
Teniendo en cuenta estas consideraciones, se plantea el objetivo de evaluar la optimización de funcionamiento de un secador solar indirecto con betarraga para tener producto de calidad, por ello se aplicará el método experimental para contrastar el funcionamiento de temperatura controlada.
El presente informe de investigación consta de cuatro capítulos, se considera de la siguiente manera:
CAPITULO I, este capítulo hace referencia a la caracterización del problema, formulación y plantear objetivos, justificación y delimitaciones de la investigación.
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CAPITULO II, el capítulo hace referencia los antecedentes, bases teóricas, bases conceptuales de la investigación, hipótesis de la investigación y Operacionalización de variables de la investigación.
CAPITULO III, en este capítulo se describe el enfoque, tipo y nivel de la investigación, la metodología de investigación abarcando el diseño;
población y muestra, técnicas e instrumentos y fuentes de recolección de datos de la investigación; y técnicas de procesamiento de información.
CAPITULO IV, en este capítulo se realiza los análisis, la interpretación y la presentación de los datos; seguido de la discusión de los resultados de las variables en estudio y por último se establece las conclusiones, sugerencias y referencias bibliográficas.
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CAPITULO I
PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO 1.1. Determinación del problema
La conservación de productos agropecuarios en la Región Junín, no tienen un avance tecnificado, pues los productos se queda sin cosechar o sin vender, a consecuencia de ello, se deterioran ocasionado pérdidas económicas, por ello una alternativa podría ser el deshidratado solar; la cual es una tecnología que utiliza los rayos del sol que es considerado un recurso renovable y amigable con el medio ambiente, por otra parte con un diseño adecuado este podría reducir costos de producción tomando en cuenta otras tecnologías similares.
El Cambio Climático es un problema de suma importancia es por ello que la ONU promueve los Objetivos de Desarrollo Sostenibles al 2030, entre uno de ellos el incremento de la proporción de energía renovable en el conjunto de fuentes de energía ODS (ONU).
Identificación del problema
Para identificar el problema elaboramos la caja negra identificando el objeto del estudio el secador solar indirecto ver figura 1.
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El objeto de estudio se define como el secador solar indirecto; el colector solar y la cámara de secado van juntos y en esta cámara va el producto a secar (Guevara & Sabas, 2017). Su función del secado es alargar la vida útil del producto en condiciones controladas.
Para comprender el estudio del objeto de estudio que es el secador solar indirecto construimos una caja blanca ver Figura 2.
Producto seco Aire
húmedo
Secador solar indirecto
Producto Húmedo Aire
Radiación solar
Radiación solar
Colector
solar Cámara de
secado Reflector
Chimenea Aire húmedo
caliente Producto seco
Producto húmedo Aire
Radiación solar
Δ temperatura
Temperatura, humedad y velocidad viento del ambiente
Figura 1
Caja Negra de un Sistema de Secador Solar Indirecto
Figura 2
Caja Blanca de un Secador Solar
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En la figura 2 el secador solar indirecto se diferencia de los demás por que el producto no está expuesto directamente a los rayos solares.
También identificamos los elementos principales que son el colector solar que permite convertir la radiación solar en calor y la cabina de secado donde ingresa el producto a secar y elementos secundarios como el reflector solar plano que incrementa el calor al reflectar los rayos solares al colector solar y la chimenea.
Identificamos entradas que son la radiación solar, aire del medio ambiente y producto húmedo. Las salidas son el aire húmedo caliente expulsado del sistema de secado y el producto deshidratado. Todo el sistema se encuentra dentro de un contexto de condiciones ambientales que es necesario medir como es la temperatura y humedad del ambiente.
Por los problemas anteriores la optimización del secador solar se planteó de acuerdo al principio de deshidratado de incremento y control de temperatura, además del control de velocidad de aire, por lo que se plantea evaluar un prototipo de secador solar indirecto optimizado con el colector solar térmico con dos reflectores planos para incrementar la temperatura y disminuir el área del colector solar además la instalación en la cámara de secado de tres ventiladoras que evacuan el aire de secado por una chimenea, donde la temperatura de secado se programa con un tablero de control y éste actúa mediante sensores de temperatura del interior de la cámara de secado y sensores para el funcionamiento de las ventiladoras, al cabo de elevar la eficiencia del secador solar y entonces resultaría que el producto a deshidratar
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respete los requisitos de las normas técnicas de calidad, para ello se hará uso del método experimental para evidenciar su manejo controlado de temperaturas para llegar a la humedad de secado requerida por el producto a secar.
1.2. Formulación del problema General
¿Cuál es el efecto de la temperatura en los parámetros físicos, fisicoquímicos y químico proximal además funcional de la betarraga deshidratada en un secador solar indirecto optimizado en el sector rural de Tarma?
Específicos
¿Cuál es el efecto de la temperatura en los parámetros físicos, de la betarraga deshidratada en un secador solar indirecto optimizado en el sector rural de Tarma?
¿Cuál es el efecto de la temperatura en los parámetros fisicoquímicos de la betarraga deshidratada en un secador solar indirecto optimizado en el sector rural de Tarma?
¿Cuál es el efecto de la temperatura en los parámetros químico proximal de la betarraga deshidratada en un secador solar indirecto optimizado en el sector rural de Tarma?
¿Cuál es el efecto de la temperatura en los parámetros además en la propiedad funcional de la betarraga deshidratada en un secador solar indirecto optimizado en el sector rural de Tarma?
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1.3. Objetivo de investigación Objetivo General
Determinar el efecto de la temperatura en los parámetros físicos, fisicoquímicos y químico proximal además funcional de la betarraga deshidratada en un secador solar indirecto optimizado en el sector rural de Tarma.
Objetivos Específicos
- Validar el funcionamiento del secador solar indirecto automatizado sin carga.
- Validar el funcionamiento del secador solar indirecto automatizado con carga a diferentes temperaturas de secado (35°C, 45°C y 55°C).
- Identificar de las características físicas, fisicoquímicas y químicas proximal además funcional de la betarraga sometida a tres tratamientos de deshidratado (35°C, 45°C y 55°C).
1.4. Justificación e importancia
La presente investigación está centrada hacia el aprovechamiento de un secador solar indirecto para la deshidratación de productos agrícola, generando la conservación de estos. Los secadores solares indirectos utilizan energía limpia y que no daña al medio ambiente pues la fuente de energía son los rayos del sol para el proceso de deshidratado.
La decisión a emplear, se basa en fijar reflectores planos óptimos que deberán usar los colectores solares para elevar la temperatura y la chimenea unida a la cabina de secado, pues esto hará factible la
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fabricación de los secadores, en consecuencia, obtendremos productos de calidad y bajos costos.
Al aumentar el porcentaje de la utilización de las energías renovables en el conjunto de fuentes de energía estaríamos cumpliendo con los Objetivos de Desarrollo Sostenible al 2030, específicamente con el punto siete “Energía Asequible y no Contaminante” y el punto once
“Ciudades y Comunidades Sostenibles”; es por ello que los secadores solares están en equilibrio con el medio ambiente y la población.
El deshidratado de productos es un método antiguo de preservación de alimentos, que disminuye problemas medioambientales y permite minimizar el costo de almacenamiento y transporte. Esto generaría la reducción de secadores que utilizan energía eléctrica o gas, logrando así participar en la disminución del calentamiento global y la contaminación por combustión de hidrocarburos siendo ello lo más importante en estos tiempos.
Por otro lado, los productos agrícolas suelen ser comercializados de manera fresca, los agricultores cosechan sus productos y los venden en los mercados mayoristas, teniendo un gran problema tanto en el transporte y vida útil de estos. En consecuencia, los productos malogrados terminan en los botaderos de los mercados, generando contaminación y producción de malos olores.
La producción de la betarraga en el Perú se desarrollada en la costa, sierra y selva, todo el año comercializándose de manera fresca para el consumo con un precio accesible para la ama de casa. En la ciudad de Tarma esta hortaliza se cultiva de manera extensa para ser
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comercializada. La betarraga es un alimento energético y tienen propiedades medicinales, por su contenido de pigmento rojo de Betania es un potente anticancerígeno, al contener hierro es un buen mineralizaste. Lo cual hace que esta hortaliza sea muy buena en la alimentación de las personas ayudando en la salud dando lugar a que se debería consumir como parte de la dieta común.
La investigación pretende brindar una alternativa de conservación de hortalizas en la región, usando un secador solar indirecto para deshidratar betarraga, generando una alternativa de superación económica y productiva el sector agrícola de la zona rural de Tarma, brindando producto de calidad accesible para las personas. También esta investigación servirá para instituciones en zonas rurales que se dedican a investigar programas de desarrollo sostenible utilizando la energía solar.
1.5. Delimitaciones de la investigación Delimitación Temporal
La investigación se realizará en los meses de septiembre, octubre, noviembre y diciembre del 2020, tomando en cuenta la recepción de materia prima, el deshidratado, también las condiciones climáticas y sanitarias ocurridas en la Región Junín.
La aplicación de los diferentes análisis se llevó a cabo los meses de diciembre y enero; el procesamiento de datos y la evaluación de datos se realizaron en los meses de febrero hasta abril del 2021.
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Delimitación Espacial
El territorio considerado para el desarrollo de la presente investigación se circunscribe en la provincia de Junín.
El secador solar indirecto se comenzó a programar en los meses de septiembre, octubre, noviembre y diciembre, donde se comenzó a programar el secador solar indirecto y la adquisición de la betarraga para utilizarlo como materia prima en el actual estudio.
La parte experimental se realizó en las instalaciones de la Facultad de Ciencias Aplicadas de la UNCP- Filial Tarma, en el área de los laboratorios de Ingeniería Agroindustrial, laboratorio de microbiología y laboratorio de análisis instrumental.
Delimitación conceptual
Para medir la eficiencia del secador solar nos limitaremos en evaluar la temperatura empleando dos reflectores planos.
Con respecto al deshidratado de la betarraga, determinaremos sus características físicas, fisicoquímicas y químicas proximales además funcionales, realizando los análisis adecuados.
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CAPITULO II MARCO TEÓRICO 2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
A nivel Internacional
Rojas (2012) en su tesis elaboración y caracterización de un “snack” a base de betarraga y zanahoria, en esta investigación se evaluó el porcentaje de humedad a trabajar, llegando a una humedad de 2 a 4
%, procedieron a salar y luego a escaldar la zanahoria y betarraga, en esta investigación se tomaron cuatro tratamientos: secado sin sal (S- SS), secado con sal (S-CS), secado y frito sin sal (F-SS), secado y frito con sal (FCS).
De la Torre y Portilla (2015) investigaron diseño y construcción de un prototipo de secador solar para el capsicum annum (ají) con colector solar en el lecho de rocas, en su investigación determinaron el prototipo de la cabina de secado, llegando a concluir que el tiempo de secado fue de 35 horas, a una temperatura de 40.57°C, con una eficiencia del 50.33%.
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Torres et al.et (2016) en su investigación Secado de nopal (Opuntia ficus) utilizando secador solar con sistema de reflectores, investigaron el comportamiento de temperatura y secado del nopal verdura, se cortó en trozos y se sumergió en una solución compuesta de agua y cloruro de sodio durante 20 minutos, después se colocaron en charolas dentro de la cámara de secado del sistema, se registraron las masas del producto por 30 minutos, llegando a demostrar que a partir de un secador solar con sistema de reflectores se tiene un 70.97% de contenido de humedad del producto.
Torrenegra et al. (2016) estudiaron la Evaluación de la actividad antioxidante de las pulpas de Rubus glaucus B, Vaccinium floribundum K y Beta vulgaris L. donde los alimentos con altos niveles de compuestos antioxidantes están relacionados a la prevención de enfermedades, es por ello que evaluaron las características fisicoquímicas, químico proximal, capacidad antioxidante utilizando el método DPPH y el método colorimétrico Folin-Ciocalteu. Concluyendo
°Brix (5,94 - 10,91), pH (2,9 - 5,96), humedad (87,263 - 83,95 g/100 g), ceniza (0,407 - 1,05 g/100 g), grasa (0,12 - 0,62 g/100 g), fibra cruda (2,107 - 3,637 g/100 g), actividad antioxidante (53,33 - 141,88 μg/mL) para las pulpas de mora, agraz y remolacha.
Roche et al. (2017) investigaron el diseño conceptual de un secador solar a escala piloto para algas marinas, la metodología que trabajaron fue construir y operar un secador solar apto para diferentes condiciones y de manera que se pueda manipular las algas marinas en condiciones óptimas. Trabajaron con una capacidad de 0.3 kg/día., a partir de ello
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se avaluó la estimación de tiempo y área de secado, cantidad de bandeja a trabajar, dimensiones del colector, eficiencia del colector, flujo de aire y temperatura que alcanza el aire.
Cano et al. (2017) evaluó el diseño y construcción de un deshidratador solar indirecto de mango, evaluaron el diseño y la construcción de un deshidratador convencional y competitivo en el mercado, teniendo como resultado un producto de calidad. Las condiciones del producto final de esta investigación fue una base húmeda del mango de 18%, con un tiempo de deshidratado de 13 hora; en la cámara de deshidratado trabajaron con una capacidad de 5 kg. de mango, el flujo de aire calentado llego a una temperatura de 350 °C dentro del colector y una temperatura oscilante en el cámara deshidratador de 40°C a 50°C controlado por medio de sensores y ventiladores, con una irradiación de la ciudad de 611 W/m2.
Caiza (2017) en su investigación Aprovechamiento de las propiedades nutricionales de la remolacha (Beta Vulgaris), para la formulación de un alimento agroindustrial dirigido a niños. Se trabajó 2 factores las cuales fueron el deshidratado en porcentajes de 60%, 70 % y 80%, y grenetina en porcentajes de 20 %, 30 -5 y 40 % para obtener un alimento tipo gomita. Se obtuvo un porcentaje adecuado de deshidratación de 14 % de acuerdo la INEN 1375 del año 2014. Teniendo en consideración la evaluación sensorial del producto a degustar a niños se determinó que el Tratamiento A1B1 (60 % de remolacha y 40% de grenetina) fue la más aceptada.
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Gómez y Duque (2018) en su investigación Caracterización fisicoquímica y contenido fenólico de la remolacha (Beta Vulgaris L.) en fresco y sometida a tratamiento térmico, tuvo como propósito caracterizar fisicoquímicamente la remolacha en estado fresco y sometida a un tratamiento térmico la temperatura de trabajo fue de 86
°C trabajando a diferentes tiempos (0, 8, 10,12 minutos), el tiempo de cocción óptimo para el tratamiento térmico de la remolacha fue de 12 minutos.
Caicedo (2019) investigó el Tiempo y temperatura de deshidratación de la remolacha (Beta Vulgaris) en las características físico-químicas del edulcorante, determinaron el tiempo y temperatura del deshidratado de la remolacha, el deshidratado de la remolacha fueron a temperaturas de 46.5 °C y a 51.5 °C. Para determinar la aceptabilidad del edulcorante constaron de 4 tratamientos, la cual fue la mejor el Tratamiento (T4) con un tiempo de secado de 8 horas a una temperatura de 51.5 °C.
Astorga et al. (2019) en su investigación estudiaron Variación estacional del contenido de betalainas en betarraga (Beta Vulgaris L.) cultivada en condiciones de salinidad en el valle de Lluta, Norte de Chile, estudiaron el contenido de betalainas presentes en la betarraga sembrada en el valle costero desértico de Lluta, que presenta gran concentración de boro, que limitan la diversificación agrícola, es por ello que el objetivo de estudio el efecto de salinidad y temperatura estacional en el contenido de betalainas en dos variedades de
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betarraga (Detroit y Larka). Se obtuvo resultados satisfactorios para la variedad Larka como materia prima para extracción de pigmentos.
A nivel nacional
Álvarez y Veliz (2015) evaluaron Micro encapsulación del extracto de Betanina de la Beta Vulgaris por atomización y evaluación de sus propiedades funcionales como colorante natural, cuyo objetivo fue evaluar el efecto de la micro encapsulación para su uso como colorante utilizando el método secado por atomización con Mini Spray, evaluaron concentraciones de (10%,15% y 20%) y temperaturas (130°C, 140°C y 150°C). caracterizaron sus propiedades funcionales y fisicoquímicas, concluyendo que la investigación es viable como colorante natural.
Camargo y Camayo (2016) en su investigación velocidad de secado de tres tipos de secadores solares en aguaymanto (Physalis Peruviana L.), los investigadores tuvieron resultados acerca de la celeridad de deshidratado del aguaymanto (Physalis Peruviana L.) mediante un secador solar por ello se diseñó y construyó tres tipos de secadores solares: directo, indirecto y mixto. Los resultados con respecto al aguaymanto deshidratado alcanzaron una humedad de 0.07; 0.12 y 0.10 ((kg agua / kg sólido seco) respectivamente, velocidades de secado de 0,0287; 0,0208 y 0,0407 (kg agua /hora·m2) y el tiempo de secado: 41 h para el tipo directo, 56 h para el indirecto 56 h y 29 h del mixto.
Camayo et al. (2017) investigó la validación y aplicación del modelo Bristow Campbell para estimar la radiación solar global de la región de Junín, los investigadores desarrollaron una herramienta que estime la radiación solar en la región Junín, adaptando la aplicación modelo
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Bristow-Campebell, obteniendo resultado confiables, permite estimar y calcular la radiación solar diaria con datos de temperaturas máximas y mínimas. Concluyendo que el Valle del Mantaro destaca una radiación solar anual de 6 kWh/m2 /día.
Seijas (2019) en su investigación Efecto de la temperatura y tiempo en la estabilidad fisicoquímica del extracto seco de Beta vulgaris L. trabajo con temperaturas de 20, 40,50 y 60 °C con tiempos de 0,40, 48 y 96 horas con el objetico de estudio de determinar la temperatura y tiempo en la estabilidad fisicoquímica del extracto seco de Beta Vulgaris L. se trabajó con espectrofotometría UV- visible. Obteniendo estabilidad del pigmento. la investigadora llego a la conclusión que el extracto seco de Beta Vulgaris L. la temperatura optima fue de 20 °C, con la temperatura 40°C y 40 horas pierde estabilidad al disminuir la concentración de betacianinas.
Landa (2019) en su investigación Diseño, construcción y evaluación de un secador solar indirecto para comunidades rurales de Tarma, evaluaron el diseño, construcción de un secador solar para el proceso de deshidratado de manzanilla y cedrón de la provincia de Tarma.
Llegando a determinar las dimensiones internas de la cámara de secado 0.50 x 0.50x0.50 m (alto x ancho x fondo), el material de los reflectores es de espejos de las misma dimensión de la cámara de secado. Los resultados obtenidos fueron de una temperatura de 50°C, humedad del 12 % en las muestras de cedrón y manzanilla.
Camayo et al. (2020) Realizaron estudio sobre Instalación y evaluación de secador solar autónomo para secado de papa en Tarma, se trabajó
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en la localidad de Tarma, en un secador solar autónomo que costa de un colector solar, dos reflectores y una cámara de secado, panel solar y un sistema de control; se estudió comportamiento del secador solar sin carga y con carga (papa Yungay). El secador solar con carga trabajo tres temperaturas de secado (50°C, 55°C y 60°C) y dos concentraciones de bisulfito de sodio, se evaluó las características físicas, fisicoquímicas y químicas.
2.2. BASES TEÓRICAS Secador solar
La característica principal de los secadores solares es que utilizan la radiación solar durante el proceso de deshidratado a un producto que en su mayoría son agrícolas para poder alargar la vida de estos. “La energía del sol ha sido aprovechada en secadores solares para diversos productos agrícolas” (Almanza y Muñoz,1994 como se citó en Berrueta, 2001). “En tiempos antiguos, en países tropicales, se utiliza el sol para secar productos como maíz, frejol, café, entre otros” (Como se citó en Masías 2019). Un secador solar es un mecanismo simple que solo necesita de la energía solar para poder secar productos como frutas, verduras y carnes. La energía necesaria para el secado se puede estimar conociendo la masa de producto, la humedad inicial y la humedad final que se desea obtener (Fudholi et al. 2010, como se citó en Masías 2001).
El secador solar utiliza la energía solar para deshidratar productos húmedos, este secador es diseñado y construido a las necesidades que se requiera, en estas se puede controlar las variables.
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Las ventajas de un secador es el consumo de energía renovable, por otro lado, su fácil implementación y adquisición hace que se sea rápida su utilización, su operación es de manera muy fácil y no depende del lugar a utilizar.
Consta de varias partes las cuales hacen que el funcionamiento sea óptimo; dentro del colector solar se calienta un fluido, luego pasa a la cámara de secado y se evapora el agua del producto a secar en un tiempo hasta alcanzar una humedad requerida.
Elementos de un secador solar
El Instituto de Investigación Tecnológica Industrial (ITINTEC, 1982) fundamenta que los colectores solares son la parte que direcciona el aire caliente a las cámaras de secado. Los elementos de un secador dependerán del tipo de secador a utilizar, pero tienen en común son la cámara se secado y el colector solar. Aquí describiremos algunos elementos:
a. Colector solar
El colector es la primera parte de un secador solar en la cual calienta el aire que será inyectada a una cámara de secado.
Según Blanco y Valldecabres (2016) propuso el montaje del prototipo del secador solar directo para las comunidades rurales.
El ángulo de inclinación del colector dependió de la zona en la que se instale. Teniendo en cuenta que no debe de ser menor a los 10°, de manera que no afecte el limpiado de este pues se toma la lluvia como limpiador.
Así el colector deberá considerar las siguientes características:
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- Número de cubiertas. Estos colectores resultan más económicos, una dificultad se presenta en un mal rendimiento.
En particular se usa una sola cubierta. Al contar con más de una, esto podría causar problema de obstrucción.
- Relación entre la placa y flujo de aire. La ubicación de las placas con relación a las cubierta del colector resultan simples, por otra para evitar el estancamiento del flujo de aire, la parte las la cavidad entre la cubierta y la placa deben de ser bien selladas, de modo que pueda salir mayor temperatura.
- Modelo de placa: El color de las placas deben de ser color negro los modelos que podemos trabajar son dos: plana o corrugada. Las placas de modelo plana resultan más sencillas, por otra parte las placas de modelo corrugadas son más eficientes por su mayor absorción de calor para el trabajo del colector.
En la figura 3 se muestra un modelo de un colector solar plano cuyo trabajo es calentar el aire que circula sobre la superficie y retira la energía en forma de calor. Para mejorar las condiciones de calentar el aire se propone que la superficie está pintada de negro de manera que capte mayor radiación del sol.
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Nota: Tomado de Emison. Secadores Solares
b. Cámara de secado
En la figura 4 podremos observar la parte de la cámara de secado donde se observa las charolas que puedes ser de diferente material (madera, metal). La cámara de secado es la entrada del aire la que interactúa con el producto que se quiere deshidratar absorbiendo la humedad del producto. Debemos de saber que entre más caliente este la cámara más humedad se podrá retirar. La cámara de secado puede contar con un tablero de control para facilitar el secado del producto a trabajar; dentro de la cámara de secado se encuentran ventiladores y bandejas de manera que el producto no se acumule para evitar que tenga secado desigual.
Figura 3
Modelo de un Colector Solar
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Reflector solar
Nota: Tomado de Unknown, 2014. Secador Solar
c. Reflectores Solares
Los reflectores son de material de vidrio, son espejos planos del mismo tamaño del colector dividido en dos para su fácil manipulación y su movimiento para un ángulo adecuado, se encuentra en los extremos del colector lo cual capta los rayos solares y envía este al vidrio del colector, esto hace que el colector capte más calor e ingrese a la cámara de secado.
Nota: Tomado de Camayo et al. 2020. Instalación y evaluación de secador solar autónomo para secado de papa en Tarma
Figura 4
Cámara de Secado de un Secador Solar
Figura 5
Reflectores Solares de un Secador Solar Indirecto
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Tipos de secadores solares
En la revista Tecnológica para el Desarrollo Humano nos describe según la distribución de los elementos tres tipos de secadores solares:
a. Secador solar indirecto
El secador solar indirecto está compuesto por de dos partes separadas: un colector solar y la cámara de secado; el colector solar convierte la radiación solar en calor por convección natural, este calor circula a la cámara de secado donde se coloca los productos a secar. Este tipo de secador es de un secado rápido pero los costos son un poco elevados. Pero la calidad del producto es mejor, pues presenta mejor color, apariencia, y mantiene sus propiedades nutricionales, pues esto debido a que no están expuestos directamente a la radiación solar.Ver figura 6:
Nota: tomado de Agri Waste.
b. Secador solar directo
El secador solar directo está compuesto de una sola pieza, que son el colector solar junto a la cámara de secado, la cual este actúa de Figura 6
Esquema de un Sistema de Secado Solar Indirecto
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la misma forma pues la radiación solar afecta directamente al producto a secar. El aire que ingresa al colector es calentado por la irradiación de los rayos solares, la cual esta circula a su vez por convección natural, obteniendo como resultado un secado rápido y costo accesible. Ver figura 7
Nota: Tomado de YoReciclo. Deshidratación Solar
c. Secador solar mixto
El secador solar mixto está compuesto por un colector solar y una cámara de secado directo. La cual permite al secador optimizar la deshidratación del producto, pues el aire ingresa por el colector convirtiendo este en calor, este calor ingresa a la cámara de secado que también llega la irradiación solar directa al producto. Ver figura 8
Figura 7
Partes de un Secador Solar Directo
38 Figura 8
Prototipo de un Secador Solar Mixto
Nota: tomado de Besora. Secador Solar de Café.
Eficiencia del secador
“La eficiencia es la relación de la energía utilizada entre la suma de la energía perdida y la utilizada”. (Earle y Early, 2015, como se citó en Landa 2019).
Para el cálculo la de eficiencia del secador se relaciona la cantidad del agua del producto entre el descenso de agua la cual esta fue evaporada en el transcurso de los días se secado.
𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 = 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑑𝑎 (𝑘𝑔) 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎𝑑𝑜 × 𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑐𝑎𝑑𝑜
Temperatura máxima de secado del producto
La temperatura varía en el tipo de producto y se indica el valor máximo en el que se va trabajar, pues esto dependerá para la eliminación del agua y así el producto no pierda sus características principales. Ver tabla 1.
39 Tabla 1
Contenido de Humedad de Algunos Productos y Temperatura Máxima Tolerable
Nota: Tomado de Almada et al., (2005)
Radiación solar
La principal fuente de energía que recibe nuestro planeta es el sol, esta permite energía en forma de calor debido a las reacciones nucleares que existen en su interior. La radiación solar es energía que llega a la superficie de la tierra (corteza terrestre, océanos y atmosfera) mediante ondas electromagnéticas, el sol emite ondas denominadas espectro solar a una temperatura de 6000 °K, las ondas atraviesas el vacío del espacio. (DEAM - Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales)
Producto Fresco
(%)
Seco
(%) °C
Granos:
Arroz 24 14 50
Maíz 35 15 60
Maní 40 9 n/d
Café 50 11 n/d
Tubérculos:
Papa 75 13 55
Camote 80 13 70
Yuca 62 13 n/d
Hortalizas:
Cebolla 80 4 55
Tomate 95 8 65
Repollo 94 4 55
Zanahoria 70 5 60
Ajo 80 8 a 10 55
40 Nota: Elaboración a partir de IDEAM
La radiación solar en el Perú, teniendo en cuenta los registros del SENAMHI nos brinda datos que en el año 2018 en diciembre se contaba con una radiación solar alto, en tanto en el año 2019 se llegó a 15 puntos en el departamento de Tacna y hasta 17 punto en el departamento de Moquegua.
Figura 9
Energía Radiada por el Sol y la Tierra
41 Nota: Tomada de SENAMHI
Junín cuenta con 19 estaciones meteorológicas registradas en Dirección del Servicio Nacional de Meteorológica e Hidrología (SENAMHI, 2003).En las estaciones meteorológicas más cercanas se encuentran Huasahuasi, Jauja, San Ramón.
Tomando en consideración la investigación sobre el tema de la radiación solar en las diferentes estaciones meteorológicas del departamento de Junín. (Camayo, et al. 2017) presentan datos para analizar en el modelo y la instalación de los equipos solares. Las radiaciones solares en la región Sierra presentan valores aproximados de 5,6 kWh/m2 /día y la región Selva presenta valores aproximados de 4,2 kWh/m2 /día lo que Figura 10
Radiación Solar del Perú 11 de Enero 2019 - SENAMHI
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hace asequible en nuestra región el trabajo de energía a partir del sol. A partir de ello se puede observar en la Tabla 2 el valor de radiación en la provincia de Tarma:
Tabla 2
Radiación Solar Global Diaria Promedio Mensual Considerada con el Modelo Empírico Bristow-Campbell de las Estaciones Meteorológica de la Región Junín
Radiación solar global diarias promedio mensuales, [kWh/m2/día]
Nº Estación Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dec Prom.
1 Pichimaki 4,15 3,99 3,99 3,73 3,41 3,31 3,47 3,93 4,38 4,46 4,37 4,12 3,94
2 Jauja 6,09 5,83 5,50 5,55 5,41 5,22 5,39 5,89 6,23 6,45 6,59 6,15 5.86
3 Huasahuasi 4,70 4,22 4,30 4,46 4,31 4,18 4,26 4,72 4,98 5,05 5,22 4,72 4,59
4 Tarma 6,17 6,03 5,82 5,45 5,00 4,76 4,81 5,30 5,72 6,05 6,13 6,11 5,61
Nota:Tomado de Camayo (2017).” Validación y aplicación del modelo Bristow Campbell para estimar la radiación solar global de la región de Junin”
Deshidratado
Secado de alimentos
“El proceso de secado implica transferir masa entre un gas y un sólido, donde la humedad se transfiere por evaporación hacia la fase gaseosa”
(Treybal, 1998).
El objetivo de este proceso es remover humedad libre de la superficie y también agua retenida en el interior. Para obtener una curva de velocidad de secado, se tiene que determinar el cambio en el contenido de humedad del material con respecto al tiempo.
Por ello cabe destacar que el desecado es la reducción de agua del alimento en condiciones ambientales naturales o artesanales. Los alimentos que se pueden desecar son frutas, hortalizas, legumbres, hongos, carne y pescado.
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Productos deshidratados
La deshidratación es a reducción de la cantidad de agua del alimento por calor artificial o industrial (aire previamente calentado). Los alimentos que podemos deshidratar son frutas, hortalizas, legumbres, hongos, especias, huevos.
Un producto deshidratado depende de varios factores, se consideran como factores importantes el color (cromaticidad) y la uniformidad del contenido de humedad (kg/kg en base seca) (Unadi et al., 2002)
La deshidratación de productos abarca desde tiempos muy antiguos para la conservación de los alimentos, pues consiste en eliminar agua presente en los alimentos mediante el uso de calor, su finalidad de uso es para conservar y alargar el tiempo de vida útil del producto.
Es en la actualidad es de suma importancia la conservación de los alimentos y que estos no sufran de grandes modificaciones para así obtener un producto de gran aceptabilidad y calidad para los consumidores de nuestro país.
Mecanismo de deshidratado
En la aplicación de calor sobre un alimento, podremos encontrar dos fenómenos en simultaneo:
- Transferencia de energía. - en este caso el principal elemento es el calor, que evapora la humedad del producto hacia la superficie.
- Transferencia de humedad. - donde la parte interna hacia superficie del sólido y su posterior evaporación debido al proceso anterior.
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Humedad inicial y final del producto
La humedad de un sólido se puede definir unas dos partes, tenemos la humedad inicial que es el total de agua de un sólido, y la humedad final que es la cantidad de agua que se extrae del sólido. La humedad final dependerá de tipo de solido a obtener y de acuerdo a la conservación que se desea.
Formula de base seca:
𝑌𝑆=𝑚𝑤
𝑚𝑠 × 100 %
Formula de base húmeda:
𝑋𝑆=𝑚𝑤
𝑚𝑠 × 100 % Donde:
𝑋𝑆 = humedad base húmeda 𝑌𝑆 = humedad en base seca 𝑚𝑤 = masa de agua (kg) 𝑚𝑠 = masa seca (kg)
Betarraga (Beta Vulgaris var. conditiva)
La betarraga (beta vulgaris var. conditiva) conocida como remolacha o betabel es una hortaliza que pertenece a la familia botánica de las Quenopodiáceas y al género Beta, esta hortaliza es de siembra directa, pecioladas, oblondas, el color de sus hojas es verde intenso y su raíz es carnosa y de color morado.
Las características botánicas principales de esta planta son: raíz profunda, grande y carnosa, tiene forma globular cilíndrica el tamaño depende de la siembra, está cubierta por una piel delgada, la pulpa es de sabor dulce y color rojo oscuro carmesí, en ocasiones se podrá notar
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círculos concéntricos de color más oscuro, se consume como hortaliza tanto la raíz como también las hojas. Las hojas también tienen propiedades nutricionales altamente buenas para la salud humana.
(Sierra exportadora, 2013).
Esta hortaliza es cultivada en climas templados. Siendo su raíz una fuente excelente de color debido a su contenido de una mezcla de pigmentos llamados betalainas que se dividen en pigmentos rojos (betacianinas) y pigmentos amarillos (betaxantinas) (Gonzales et al., 2010).
Nota: Sierra exportadora, 2013
Taxonomía y nombre científico de la betarraga (Beta vulgaris var.
conditiva )
Morales (2007), menciona la betarraga (Beta vulgaris var. conditiva) pertenece a la familia Quenopodiáceas y al género Beta. A continuación, presentaremos en la tabla 3 la clasificación taxonómica de la betarraga (Beta vulgarisvar. conditiva):
Figura 11
Betarraga (Beta Vulgaris var. conditiva)
46 Tabla 3
Clasificación Taxonómica de la Betarraga (Beta vulgaris var. conditiva)
Reino Plantae
División Magnoliophyta
Clase Magnoliopsida
Orden Caryiophyllales
Familia Chenopodiaceae
Genero Beta
Especie B. vulgaris
Nombre binomial Beta vulgaris
Nota: Tomado de Morales (2007)
Composición química de la betarraga (Beta vulgaris var. conditiva) Según la tabla peruana de composición de alimentos la betarraga (Beta vulgarisvar. conditiva) tiene una composición como se muestra en la siguiente tabla 4:
Tabla 4
Composición Química de la Betarraga (Beta vulgaris var. conditiva)
Betarraga (Beta vulgaris var. conditiva) Composición en 100 g.
Energía (kcal) 43
Energía (kJ) 180
Agua (g) 87.6
Proteína (g) 1.6
Grasa total (g) 0.2
Carbohidrato totales (g) 9.6
Carbohidrato disponible (g) 6.8
Fibra cruda (g) 1
Fibra dietaria (g) 2.8
Ceniza (g) 1.1
Calcio (mg) 16
Fosforo (mg) 40
Zinc (mg) 0.35
